От курса по физика за 8 клас знаете, че на всеки проводник с ток, поставен в магнитно поле и несъвпадащ с неговите магнитни линии, това поле действа с известна сила.
Наличието на такава сила може да се покаже с помощта на инсталацията, показана на фигурата. Тристранната рамка ABCD, изработена от медна тел, е окачена на куки, така че да може свободно да се отклонява от вертикалата. Страната на BC е в зоната на най-силните магнитно поледъгообразен магнит, разположен между полюсите му (фиг. а). Рамката е свързана към източника на ток последователно с реостат и ключ.
ориз. Ефектът на магнитното поле върху проводник с ток
Когато ключът е затворен във веригата, това се случва електрически ток, а страната BC се изтегля в пространството между полюсите (фиг. b).
Ако премахнете магнита, тогава, когато веригата е затворена, проводникът BC няма да се движи. Това означава, че от страната на магнитното поле върху проводника с ток действа определена сила, която го отклонява от първоначалното му положение.
Ефектът на магнитно поле върху проводник с ток може да се използва за откриване на магнитното поле в даден регион на пространството.
Разбира се, по-лесно е да откриете магнитното поле с помощта на компас. Но ефектът на магнитното поле върху стрелката на магнитния компас, разположена в него, по същество също се свежда до ефекта на полето върху елементарни електрически токове, циркулиращи в молекули и атоми магнитно вещество, от който е направена стрелата.
По този начин магнитното поле се създава от електрически ток и се открива чрез въздействието му върху електрическия ток.
Нека променим посоката на тока във веригата, като разменим проводниците в гнездата на изолационния прът (фиг.). В този случай посоката на движение на проводника BC също ще се промени и следователно посоката на силата, действаща върху него.
ориз. Посоката на силата, действаща върху проводник с ток в магнитно поле, зависи от посоката на тока
Посоката на силата също ще се промени, ако, без да се променя посоката на тока, полюсите на магнита се сменят (т.е. посоката на линиите на магнитното поле се промени). Следователно посоката на тока в проводника, посоката на линиите на магнитното поле и посоката на силата, действаща върху проводника, са взаимосвързани.
Посоката на силата, действаща върху проводник с ток в магнитно поле, може да се определи с помощта на правилото на лявата ръка.
В най-простия случай, когато проводникът е разположен в равнина, перпендикулярна на линиите на магнитното поле, това правило е следното: ако лява ръкапозициониран така, че линиите на магнитното поле да влизат в дланта перпендикулярно на нея, а четирите пръста да са насочени по протежение на тока, след което да са настроени на 90° палецще покаже посоката на силата, действаща върху проводника (фиг.).
ориз. Прилагане на правилото на лявата ръка към проводник с ток
Използвайки правилото на лявата ръка, трябва да се помни, че посоката на тока в електрическата верига се приема за посока от положителния полюс на източника на ток към отрицателния. С други думи, четирите пръста на лявата ръка трябва да бъдат насочени срещу потока от електрони в електрическата верига. В проводящи среди като електролитни разтвори, където електрическият ток се създава от движението на заряди от двата знака, посоката на тока и следователно посоката четири пръсталявата ръка съвпада с посоката на движение на положително заредените частици.
Използвайки правилото на лявата ръка, можете да определите посоката на силата, с която магнитното поле действа върху отделни частици, движещи се в него, както положително, така и отрицателно заредени.
За най прост случайкогато частицата се движи в равнина, перпендикулярна на магнитни линии, това правило е формулирано както следва: ако лявата ръка е разположена така, че линиите на магнитното поле да влизат в дланта перпендикулярно на нея и четири пръста са насочени по протежение на движението на положително заредена частица (или срещу движението на отрицателно заредена), тогава палецът е поставен на 90° ще покаже посоката на силата, действаща върху частицата (ориз.).
ориз. Приложение на правилото на лявата ръка към заредени частици, движещи се в магнитно поле
Използвайки правилото на лявата ръка, можете също да определите посоката на тока (ако знаем посоката на линиите на магнитното поле и силата, действаща върху проводника), посоката на магнитните линии (ако посоките на тока и силата е известна), знакът на заряда на движещата се частица (по посока на магнитните линии, сила и скорост на движение на частицата) и др.
Трябва да се отбележи, че силата на магнитното поле върху проводник с ток или движеща се заредена частица е нула, ако посоката на тока в проводника или скоростта на частицата съвпада с линията на магнитна индукция или е успоредна на нея ( фиг.).
ориз. Магнитното поле не действа в случаите, когато прав проводник с ток или скоростта на движеща се заредена частица е пасуспоредни или съвпадащи с линиите на магнитното поле
домашна работа.
Задача 1. Отговорете на въпросите.
- Какъв експеримент позволява да се открие наличието на сила, действаща върху проводник с ток в магнитно поле?
- Как се открива магнитно поле?
- Какво определя посоката на силата, действаща върху проводник с ток в магнитно поле?
- Формулирайте правилото на лявата ръка за проводник с ток в магнитно поле; за заредена частица, движеща се в това поле.
- Какво можете да определите с помощта на правилото на лявата ръка?
- В какъв случай силата на магнитното поле върху проводник с ток или движеща се заредена частица е равна на нула?
Задача 2. Решете пъзела.
Файлът „Това е интересно!“ е прикачен към урока. Можете да изтеглите файла по всяко удобно за вас време.
Използвани източници:
http://www.tepka.ru/fizika_9/36.html
Знаем, че магнитите действат върху проводниците, като ги привличат или отблъскват. Ако донесете магнит до пирон, нокътят ще бъде привлечен от магнита. В случай, че имаме не просто проводник, а проводник с ток, тогава върху него ще действа и външно магнитно поле, което го принуждава да се движи.
Експерименти за откриване на магнитно поле
Това беше установено в резултат на многократни експерименти, окачващи рамка, способна да се движи свободно с ток в полето на постоянен магнит. Когато токът премина през веригата, тоест през рамката, той се отклони от първоначалното си положение.
Когато токът беше изключен или магнитът беше отстранен, рамката се върна в първоначалното си положение. начална позиция. Тоест магнитът е причинил движението на проводник с ток в пространството. Този ефект може да се използва за откриване на магнитно поле чрез ефекта му върху електрически ток.
При провеждане на експерименти във верига с ток, посоката на тока беше променена и магнитът също беше монтиран по различен начин близо до рамката. В същото време рамката се отклони по различни начини. Намерих това посоката на неговото отклонение, и следователно посоката на действие на магнитното поле върху проводник с ток, се свързва с посоката на тока във веригата и посоката на магнитните линии.
"Правило на лявата ръка"
За да намерите посоката на това действие, можете да приложите „правилото на лявата ръка“. Правилото на лявата ръка във физиката изглежда така:
Ако лявата ръка е разположена така, че линиите на магнитното поле да влизат в дланта перпендикулярно на нея, а четирите пръста са насочени по протежение на тока, тогава палецът, поставен на 90˚, ще покаже посоката на силата, действаща върху проводника.
Трябва да се помни, че посоката на електрическия ток е посоката на движение на положителните заряди, а не на електроните. Токът винаги е насочен от положителния полюс на източника към отрицателния. В електролитните разтвори, когато преминава ток, движението на положителните йони се приема като негова посока.
Съответно, от това правило можете да намерите не само посоката на действие на силата на магнитното поле върху проводник с ток, но и посоката на тока, ако посоката на линиите на магнитното поле и посоката на неговото действие върху веригата са известни и можете също да определите накъде са насочени линиите на магнитното поле, ако знаете, къде протича токът и къде се движи веригата с тока. Тоест правилото на лявата ръка е еднакво валидно и приложимо за всички негови участници.
Трябва също да се отбележи, че за да действа сила върху проводник, протичащ с ток, линиите на магнитното поле не трябва да са успоредни или да съвпадат с посоката на тока във веригата. Магнитното поле ще има максимално въздействие, ако линиите му са перпендикулярни на посоката на тока.
Да си припомним как можем да открием магнитно поле, тъй като то е невидимо и сетивата ни не го възприемат? Магнитното поле може да бъде открито само чрез въздействието му върху други тела, например върху магнитна стрелка. Полето действа върху стрелката с известна сила, което я кара да промени първоначалната си ориентация. Магнитно поле се създава, когато зарядите се движат по протежение на проводник във верига или поради същата ориентация на пръстенните токове в постоянни магнити. Откритието на Ерстед за връзката между електричеството и магнетизма подтикна учените да проведат различни експерименти, с помощта на които бяха установени нови закономерности. Вече знаем, че около проводник с ток се създава магнитно поле. Как ще се държи проводник с ток, ако бъде поставен в различно магнитно поле?
Нека проведем експеримент.
Нека сглобим инсталация, състояща се от подвижна медна рамка, монтирана върху изолационен прът, източник на ток, реостат и ключ. Включете веригата. Рамката ще остане неподвижна. Вече знаем, че около проводника има магнитно поле, но не можем да го открием. Нека отворим веригата. Нека поставим дъгообразен магнит близо до рамката, така че хоризонталната част на рамката да е разположена между нейните полюси (тъй като магнитното поле е най-силно близо до полюсите). Има и магнитно поле около дъговия магнит, но докато в рамката не тече ток, ние също не можем да го открием. Да затворим веригата. Рамката започна да се движи и се отклони наляво. Някаква сила, насочена към магнита, задвижи рамката и я отклони под определен ъгъл. Магнитното поле около проводник се създава от електрически ток. Магнитното поле може да бъде открито чрез въздействието му върху електрическия ток. Фигурата показва посоката на движение на тока в проводника. Посоката на тока е избрана да бъде движението от положителния полюс на източника на ток към отрицателния полюс. Нека променим посоката на тока, като променим полярността. Затваряме веригата и отново откриваме магнитното поле по действието върху рамката - тя се е отклонила под определен ъгъл в посока, обратна на магнита. Ако в последния експеримент местоположението на магнитните полюси е обърнато, рамката ще бъде изтеглена в дъговия магнит. Посоката на силата, под която един проводник се движи в определена посока, може да се определи от правилото на лявата ръка. това мнемонично правило, с помощта на който е лесно да се определи накъде ще бъде насочена силата, ще го обозначим на фигурата с буквата F. Ако лявата ръка е разположена така, че линиите на магнитното поле да влизат перпендикулярно в дланта, четири пръста показват посоката на тока, след това палецът, поставен на 900, ще покаже посоката на силата, действаща върху проводника на захранването. Не забравяйте, че посоката на тока е движението от плюс към минус. Така че те се движат в проводяща среда положителни заряди, създавайки ток. И така, според правилото дясна ръкаМожете също така да определите посоката на силата за положително заредена частица. И когато искаме да определим посоката на силата, действаща върху отрицателна частица, четирите пръста трябва да са разположени срещу движението на отрицателно заредената частица.
Определете как са разположени полюсите на магнита, посоката на тока и силата, действаща от магнитното поле върху проводника с ток. Нека използваме правилото на лявата ръка. Четирите пръста на лявата ръка показват посоката на течението. Проводникът е разположен перпендикулярно на равнината и тъй като виждаме оперението на стрелката (кръст), следователно токът се отдалечава от нас. Посоката на силата, действаща от магнитното поле, се показва от палеца, позициониран на 900 градуса. Дланта на лявата ръка гледа нагоре, следователно линиите на магнитното поле ще влязат в нея, т.е Северен полюсМагнитът трябва да е разположен отгоре. Ако посоката на тока в проводника или скоростта на частицата съвпада с линията на магнитната индукция или е успоредна на нея, тогава силата на магнитното поле или движещата се заредена частица е нула.
Откриване на магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Правило на лявата ръка
Електромагнитни явления
Благодарение на днешния видео урок ще научим как се открива магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Нека си припомним правилото на лявата ръка. Чрез експеримент ще научим как се открива магнитно поле чрез въздействието му върху друг електрически ток. Нека да проучим какво е правилото на лявата ръка.
В този урок ще обсъдим въпроса за откриване на магнитно поле чрез ефекта му върху електрически ток и ще се запознаем с правилото на лявата ръка.
Да се обърнем към опита. Първият подобен експеримент за изследване на взаимодействието на токовете е извършен от френския учен Ампер през 1820 г. Експериментът беше следният: през успоредни проводници се пропуска електрически ток в една посока, след което се наблюдава взаимодействието на тези проводници в различни посоки.
ориз. 1. Опит на Ампер. Еднопосочните проводници, по които протича ток, се привличат, противоположните проводници се отблъскват
Ако вземете два успоредни проводника, през които електрическият ток преминава в една и съща посока, тогава в този случай проводниците ще се привличат един друг. Когато електрическият ток тече в различни посоки в едни и същи проводници, проводниците се отблъскват. Така наблюдаваме силовия ефект на магнитното поле върху електрически ток. И така, можем да кажем следното: магнитно поле се създава от електрически ток и се открива чрез въздействието му върху друг електрически ток (силата на Ампер).
Кога е извършено? голям бройподобни експерименти е получено правило, което свързва посоката на магнитните линии, посоката на електрическия ток и силовото действие на магнитното поле. Това правило се нарича правило на лявата ръка. Определение: лявата ръка трябва да бъде разположена по такъв начин, че магнитните линии да влизат в дланта, четири изпънати пръста показват посоката на електрическия ток - тогава свитият палец ще показва посоката на магнитното поле.
ориз. 2. Правило на лявата ръка
Моля, обърнете внимание: не можем да кажем, че където и да е насочена магнитната линия, там действа магнитното поле. Тук връзката между количествата е малко по-сложна, затова използваме правило на лявата ръка.
Нека си припомним, че електрическият ток е насоченото движение на електрическите заряди. Това означава, че магнитно поле действа върху движещ се заряд. И можем да се възползваме от в този случайсъщо и правилото на лявата ръка за определяне посоката на това действие.
Разгледайте снимката по-долу за различни приложения на правилото на лявата ръка и анализирайте сами всеки случай.
ориз. 3. Различни приложения на правилото на лявата ръка
Накрая още един важен факт. Ако електрическият ток или скоростта на заредена частица са насочени по линиите на магнитното поле, тогава няма да има ефект на магнитното поле върху тези обекти.
списък допълнителна литература:
Асламазов Л.Г. Движение на заредени частици в електрически и магнитни полета // Quantum. - 1984. - № 4. - С. 24-25. Мякишев Г.Я. Как работи електрическият мотор? // Квантов. - 1987. - № 5. - С. 39-41. Учебник за начален етапфизика. Изд. Г.С. Ландсберг. Т. 2. - М., 1974. Яворски Б.М., Пински А.А. Основи на физиката. Т.2. - М.: Физматлит, 2003.
Вариант 1
А. електрони
Б. положителни частици
IN. отрицателни йони
2. Работата на електродвигателя се основава на...
А. въздействието на магнитно поле върху проводник, по който протича електрически ток
Б. електростатично взаимодействие на зарядите
Б. действие електрическо полепа електрически заряд
G. феномен на самоиндукция
3. Положително заредена частица с хоризонтално насочена скорост v. лети в областта на полето, перпендикулярна на магнитните линии (виж фигурата). Накъде е насочена силата, действаща върху частицата?
Б. Вертикално нагоре
Б. Вертикално надолу
4. Електрическа верига, състоящ се от четири прави хоризонтални проводника (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и източник DC, е в еднородно магнитно поле, електропроводикоито са насочени вертикално нагоре (вижте фигурата, изглед отгоре) на проводник 4-1 
А. хоризонтално наляво
Б. хоризонтално надясно
Б. вертикално надолу
G. вертикално нагоре
=============================
Тема на теста: "Откриване на магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Правило на лявата ръка"
Вариант 2
1. Посоката на тока, според представянето му в магнетизма, съвпада с посоката на движение
А. отрицателни йони
Б. електрони
Б. положителни частици
2. Магнитното поле действа с ненулева сила върху...
А. йон, който се движи перпендикулярно на линиите на магнитната индукция
Б. йон, движещ се по линиите на магнитната индукция
Б. атом в покой
Ж. йон в покой
3. Изберете правилното(ите) твърдение(я).
A: за да се определи посоката на силата, действаща върху положително заредена частица, четирите пръста на лявата ръка трябва да бъдат поставени по посока на скоростта на частицата
B: за да се определи посоката на силата, действаща върху отрицателно заредена частица, четирите пръста на лявата ръка трябва да бъдат поставени срещу посоката на скоростта на частицата
А. Само Б
Б. нито А, нито Б
Б. и А и Б
Ж. Само А
4. Отрицателно заредена частица с хоризонтално насочена скорост v лети в областта на полето, перпендикулярна на магнитните линии (вижте фигурата). Накъде е насочена силата, действаща върху частицата?
А. хоризонтално надясно в равнината на чертежа
Б. хоризонтално вляво в равнината на чертежа
=============================
Тема на теста: "Откриване на магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Правило на лявата ръка"
Вариант 3
1. Посоката на тока, според представянето му в магнетизма, съвпада с посоката на движение
А. отрицателни йони
Б. електрони
Б. положителни частици
2. Квадратната рамка се намира в еднородно магнитно поле, както е показано на фигурата. Посоката на тока в рамката е обозначена със стрелки. Силата, действаща върху долната страна на рамката, е 
А. насочена надолу
Б. от равнината на листа до нас
V. в равнината на листа от нас
Ж. насочена нагоре
3. Електрическа верига, състояща се от четири прави хоризонтални проводника (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и източник на постоянен ток е в еднородно магнитно поле, чиито силови линии са насочени вертикално нагоре (вижте фиг. , изглед отгоре). Силата, действаща върху проводник 4-1, е насочена
А. хоризонтално надясно
Б. вертикално нагоре
Б. хоризонтално наляво
Г. вертикално надолу
А. на нас от чертежа
Б. хоризонтално наляво
V. от нас към чертежа
Г. хоризонтално надясно
=============================
Тема на теста: "Откриване на магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Правило на лявата ръка"
Вариант 4
1. Посоката на тока, според представянето му в магнетизма, съвпада с посоката на движение
А. електрони
Б. положителни частици
Б. отрицателни йони
2. Електрическа верига, състояща се от четири прави хоризонтални проводника (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и източник на постоянен ток, се намира в еднородно магнитно поле, чиито силови линии са насочени вертикално нагоре (вижте фиг. , изглед отгоре). Силата, действаща върху проводник 4-1, е насочена
А. хоризонтално наляво
Б. вертикално надолу
Б. вертикално нагоре
Г. хоризонтално надясно
3. Квадратната рамка се намира в еднородно магнитно поле, както е показано на фигурата. Посоката на тока в рамката е обозначена със стрелки. Силата, действаща върху долната страна на рамката, е
А. насочена нагоре
Б. от равнината на листа до нас
V. в равнината на листа от нас
Ж. насочена надолу
4. Електрическа верига, състояща се от четири прави хоризонтални проводника (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и източник на постоянен ток, е в еднородно магнитно поле, чиито линии са насочени хоризонтално надясно (вижте фиг., изглед отгоре). Силата, действаща върху проводник 1-2, е насочена
А. хоризонтално надясно
Б. от нас към чертежа
Б. хоризонтално наляво
Ж. на нас от чертежа
=============================
Тема на теста: "Откриване на магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Правило на лявата ръка"
Вариант 5
1. Квадратна рамка е разположена в еднородно магнитно поле, както е показано на фигурата. Посоката на тока в рамката е обозначена със стрелки. Силата, действаща върху долната страна на рамката, е
А. от равнината на листа към нас
Б. насочена нагоре
V. насочена надолу
Ж. в равнината на листа от нас
2. Електрическа верига, състояща се от четири прави хоризонтални проводника (1-2, 2-3, 3-4, 4-1) и източник на постоянен ток е в еднородно магнитно поле, чиито линии са насочени хоризонтално надясно (вижте фиг., изглед отгоре). Силата, действаща върху проводник 1-2, е насочена
А. хоризонтално наляво
Б. от нас към чертежа
Б. хоризонтално надясно
Ж. на нас от чертежа
3. Основната цел на електродвигателя е да преобразува...
А. електрическа енергия в механична енергия
Б. механична енергия в електрическа енергия
IN. вътрешна енергияв механична енергия
Ж. механична енергия в различни видовеенергия
4. Посоката на тока, според представянето му в магнетизма, съвпада с посоката на движение
А. положителни частици
Б. електрони
В отрицателните йони
=============================
=============================
Тема на теста: "Откриване на магнитно поле чрез въздействието му върху електрически ток. Правило на лявата ръка"
Верни отговори:
Вариант 1
Въпрос 1 - Б;
Въпрос 2 - А;
Въпрос 3 - G;
Въпрос 4 - А;
Вариант 2
Въпрос 1 - Б;
Въпрос 2 - А;
Въпрос 3 - Б;
Въпрос 4 - G;
Вариант 3
Въпрос 1 - Б;
Въпрос 2 - Б;
Въпрос 3 - Б;
Въпрос 4 - А;
Вариант 4
Въпрос 1 - Б;
Въпрос 2 - А;
Въпрос 3 - Б;
Въпрос 4 - G;
Вариант 5
Въпрос 1 - G;
Въпрос 2 - D;
Въпрос 3 - А;
Въпрос 4 - А;